JP2000173986A - エッチング装置 - Google Patents
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Abstract
(57)【要約】
【課題】エッチング時のアース部品の消耗を低減し、被
エッチング処理基板の金属汚染を低減する。 【解決手段】アース部品の成分とエッチングガスが反応
して生成される物質の蒸気圧が、処理圧力の１／１０以
下になる温度にアース部品の温度を制御する。
エッチング処理基板の金属汚染を低減する。 【解決手段】アース部品の成分とエッチングガスが反応
して生成される物質の蒸気圧が、処理圧力の１／１０以
下になる温度にアース部品の温度を制御する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はプラズマエッチング
装置に係り、特に塩素原子を含むガスをエッチングガス
として用い、アルミ合金，タングステン，チタン化合
物，銅，シリコンまたは多結晶シリコンのエッチングを
行うエッチング時のウエハの金属汚染を低減するのに好
適なプラズマエッチング装置に関するものである。
装置に係り、特に塩素原子を含むガスをエッチングガス
として用い、アルミ合金，タングステン，チタン化合
物，銅，シリコンまたは多結晶シリコンのエッチングを
行うエッチング時のウエハの金属汚染を低減するのに好
適なプラズマエッチング装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、塩素原子を含むガス、例えば、塩
素ガス（Ｃｌ2）の単独ガス、あるいは塩素ガス（Ｃ
ｌ2）と三塩化ホウ素ガス（ＢＣｌ3）の混合ガスをエッ
チングガスとして用い、アルミ合金や窒化チタンのエッ
チングを行うプラズマエッチング装置、例えばマイクロ
波プラズマエッチング装置では、接地電位にある電極
（アース電極）にはステンレスを使用している場合が多
い。また、特開平８−２５０４６９号公報では、アース
電極の材質を炭化ケイ素（ＳｉＣ）あるいはガラス状カ
ーボンにし、アース電極の温度を２００℃に制御してい
る。
素ガス（Ｃｌ2）の単独ガス、あるいは塩素ガス（Ｃ
ｌ2）と三塩化ホウ素ガス（ＢＣｌ3）の混合ガスをエッ
チングガスとして用い、アルミ合金や窒化チタンのエッ
チングを行うプラズマエッチング装置、例えばマイクロ
波プラズマエッチング装置では、接地電位にある電極
（アース電極）にはステンレスを使用している場合が多
い。また、特開平８−２５０４６９号公報では、アース
電極の材質を炭化ケイ素（ＳｉＣ）あるいはガラス状カ
ーボンにし、アース電極の温度を２００℃に制御してい
る。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上記従来のエッチング
装置のうち、アース部品の材質がステンレスの装置で
は、プラズマ処理を実施すると、アース部品を構成する
鉄（Ｆｅ），クロム（Ｃｒ），ニッケル（Ｎｉ）等が基
板上に残留し、被エッチング処理基板が金属で汚染され
るという問題があった。
装置のうち、アース部品の材質がステンレスの装置で
は、プラズマ処理を実施すると、アース部品を構成する
鉄（Ｆｅ），クロム（Ｃｒ），ニッケル（Ｎｉ）等が基
板上に残留し、被エッチング処理基板が金属で汚染され
るという問題があった。
【０００４】また、アルミ合金あるいはアルミ合金に陽
極酸化処理を実施したアース部品は、塩素によるアース
部品の消耗が激しいという問題があり、また、半導体製
造におけるゲートエッチングプロセスなど、アルミニウ
ムによる汚染も低減が望まれていた。また、炭化けい素
（ＳｉＣ）あるいはガラス状カーボンは、エッチング装
置のアース部品に要求される形状や大きさに製作するコ
ストが高いという問題があった。
極酸化処理を実施したアース部品は、塩素によるアース
部品の消耗が激しいという問題があり、また、半導体製
造におけるゲートエッチングプロセスなど、アルミニウ
ムによる汚染も低減が望まれていた。また、炭化けい素
（ＳｉＣ）あるいはガラス状カーボンは、エッチング装
置のアース部品に要求される形状や大きさに製作するコ
ストが高いという問題があった。
【０００５】本発明の目的は、エッチング時の被エッチ
ング処理基板の金属汚染を低減するのに好適なプラズマ
エッチング装置を提供することにある。
ング処理基板の金属汚染を低減するのに好適なプラズマ
エッチング装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記目的は、アース部品
の温度を所定の温度以下に保つことで解決できる。上記
の所定の温度とは、アース部品とエッチングガスの反応
で生成する数種の安定な反応生成物について、それらの
反応生成物の蒸気圧がエッチング処理圧力の１／１０程
度より低くなる温度である。以下に記す例には限らない
が、例えば、塩素系のガスでエッチング処理を行う場合
で、アース部品の材質がステンレスかつエッチング処理
圧力が０．５〜３Ｐａの時は、アース部品の温度を１２
０℃以下にする。また、上記のガス、処理圧力でアース
部品の材質をアルミ合金にした場合は、アース部品の温
度を２５℃以下にする。
の温度を所定の温度以下に保つことで解決できる。上記
の所定の温度とは、アース部品とエッチングガスの反応
で生成する数種の安定な反応生成物について、それらの
反応生成物の蒸気圧がエッチング処理圧力の１／１０程
度より低くなる温度である。以下に記す例には限らない
が、例えば、塩素系のガスでエッチング処理を行う場合
で、アース部品の材質がステンレスかつエッチング処理
圧力が０．５〜３Ｐａの時は、アース部品の温度を１２
０℃以下にする。また、上記のガス、処理圧力でアース
部品の材質をアルミ合金にした場合は、アース部品の温
度を２５℃以下にする。
【０００７】
【発明の実施の形態】以下、本発明のエッチング装置を
ＥＣＲエッチング装置に適用した実施例を示すが、平行
平板方式、誘導結合方式のプラズマ発生方式のプラズマ
エッチング装置でも同様に効果がある。
ＥＣＲエッチング装置に適用した実施例を示すが、平行
平板方式、誘導結合方式のプラズマ発生方式のプラズマ
エッチング装置でも同様に効果がある。
【０００８】図１はＥＣＲエッチング装置のエッチング
処理室の断面概略図であり、塩素、３塩化ホウ素などの
塩素系のエッチングガスを導入（ガス導入部は省略）し
て、一定の圧力に保った処理室107に、マイクロ波を導
入し、プラズマ112を発生させる。マイクロ波は、導波
管108を通り、石英製の天板109を通り抜け導入される。
また、処理室107内にはプラズマ112が生成しやすいよう
ＥＣＲ（Electron Cyclotron Resonance)条件になるよ
うコイル105によって磁場をかけてある。基板設置電極1
06には、高周波をかけ、被エッチング処理基板111とプ
ラズマ112との電位差がイオンを引き込み、被エッチン
グ処理基板111をエッチングする。この時プラズマ112の
電位が高周波につられて変動する量が少なくなるように
プラズマ112をアースする必要がある。処理室107の真空
は側壁ブロック102により保たれており、側壁ブロック1
02はヒータ103により８０℃から１００℃に温度調節さ
れている。また、石英の天板109や側壁ブロック102を直
接プラズマ112に晒さないよう、それらの内側を、薄い
石英製のカバー110a,110bにより覆っている。アース部
品10１は、側壁ブロック102の下にあり、側壁ブロック1
02にネジ止めしてある。また、アース部品101の下側
は、ベース104に固定されている。ベース104はコイル10
5と接触しており、コイル105は、冷却水（図示略）によ
り、３０℃以下程度に冷却している。ベース104は、こ
のコイル105の接触と大気放冷により、室温程度に保た
れている。アース部品101の温度は、100℃程度の側壁ブ
ロック102と、３０℃程度のベース104により、エッチン
グ中においても１２０℃以下に保たれている。
処理室の断面概略図であり、塩素、３塩化ホウ素などの
塩素系のエッチングガスを導入（ガス導入部は省略）し
て、一定の圧力に保った処理室107に、マイクロ波を導
入し、プラズマ112を発生させる。マイクロ波は、導波
管108を通り、石英製の天板109を通り抜け導入される。
また、処理室107内にはプラズマ112が生成しやすいよう
ＥＣＲ（Electron Cyclotron Resonance)条件になるよ
うコイル105によって磁場をかけてある。基板設置電極1
06には、高周波をかけ、被エッチング処理基板111とプ
ラズマ112との電位差がイオンを引き込み、被エッチン
グ処理基板111をエッチングする。この時プラズマ112の
電位が高周波につられて変動する量が少なくなるように
プラズマ112をアースする必要がある。処理室107の真空
は側壁ブロック102により保たれており、側壁ブロック1
02はヒータ103により８０℃から１００℃に温度調節さ
れている。また、石英の天板109や側壁ブロック102を直
接プラズマ112に晒さないよう、それらの内側を、薄い
石英製のカバー110a,110bにより覆っている。アース部
品10１は、側壁ブロック102の下にあり、側壁ブロック1
02にネジ止めしてある。また、アース部品101の下側
は、ベース104に固定されている。ベース104はコイル10
5と接触しており、コイル105は、冷却水（図示略）によ
り、３０℃以下程度に冷却している。ベース104は、こ
のコイル105の接触と大気放冷により、室温程度に保た
れている。アース部品101の温度は、100℃程度の側壁ブ
ロック102と、３０℃程度のベース104により、エッチン
グ中においても１２０℃以下に保たれている。
【０００９】この例では側壁ブロック102は重量を低減
するためアルミ合金製で、アース部品101はステンレス
製である。側壁ブロックとアース部品は、アース部品の
みの交換ができるよう分割してあるが、側壁ブロックと
アース部品は分割されてない一体物でも、本発明によ
り、同様の効果が期待できる。
するためアルミ合金製で、アース部品101はステンレス
製である。側壁ブロックとアース部品は、アース部品の
みの交換ができるよう分割してあるが、側壁ブロックと
アース部品は分割されてない一体物でも、本発明によ
り、同様の効果が期待できる。
【００１０】図２にアース部品付近の拡大断面図を示し
た。この実施例では、側壁ブロック102とアース部品101
が分割した構造になっているので、プラズマ112に最も
近い隣接部分214からアース部品に供給された熱量213
が、温度調節された側壁ブロック102に容易に拡散され
るよう、プラズマ隣接部214と、側壁ブロック102とアー
ス部品101の接触部215は、できるだけ近くしてある。ま
た、アース部品101の断面積を広く、また、ベース104と
の接触面積を大きくして、プラズマからアース部品101
へ供給された熱量がベース104に逃げやすいようにして
あり、アース部品101の温度が上昇しないようにしてあ
る。このように間接的にアース部品を温度調節をした場
合、アース部品を冷却する専用の冷却機器を用意せずに
すむ。
た。この実施例では、側壁ブロック102とアース部品101
が分割した構造になっているので、プラズマ112に最も
近い隣接部分214からアース部品に供給された熱量213
が、温度調節された側壁ブロック102に容易に拡散され
るよう、プラズマ隣接部214と、側壁ブロック102とアー
ス部品101の接触部215は、できるだけ近くしてある。ま
た、アース部品101の断面積を広く、また、ベース104と
の接触面積を大きくして、プラズマからアース部品101
へ供給された熱量がベース104に逃げやすいようにして
あり、アース部品101の温度が上昇しないようにしてあ
る。このように間接的にアース部品を温度調節をした場
合、アース部品を冷却する専用の冷却機器を用意せずに
すむ。
【００１１】図３にアース部品を側壁ブロックに固定す
る構造を説明する断面図を示す。図３は、真空を側壁ブ
ロック302により保つようにし、アース部品301を側壁ブ
ロック302の内側に固定したもので、側壁ブロック302を
取り外す際、アース部品301も同時に取り外すことがで
きる。アース部品301と側壁ブロック302とは、締め付け
時に接触部315で強く接触するような寸法にしてある。
接触部315とプラズマ隣接部314は、できるだけ近くなる
ようにしてある。接触部315の面積はできるだけ広く取
るのがよい。この方法だと、アース部品301の温度は、
プラズマによる加熱で、側壁ブロック302の温度より少
し高くなるが、側壁ブロック302の温度調節とエッチン
グ時のプラズマ条件により、所定の温度以下に保つこと
ができる。
る構造を説明する断面図を示す。図３は、真空を側壁ブ
ロック302により保つようにし、アース部品301を側壁ブ
ロック302の内側に固定したもので、側壁ブロック302を
取り外す際、アース部品301も同時に取り外すことがで
きる。アース部品301と側壁ブロック302とは、締め付け
時に接触部315で強く接触するような寸法にしてある。
接触部315とプラズマ隣接部314は、できるだけ近くなる
ようにしてある。接触部315の面積はできるだけ広く取
るのがよい。この方法だと、アース部品301の温度は、
プラズマによる加熱で、側壁ブロック302の温度より少
し高くなるが、側壁ブロック302の温度調節とエッチン
グ時のプラズマ条件により、所定の温度以下に保つこと
ができる。
【００１２】図４にアース部品に冷却パイプをつけて温
度調節する構造を説明する断面図を示した。アース部品
401は、循環液の通った温度調節パイプ417により、所定
の温度に温度調節される。パイプ417は、パイプ417を通
すための溝をもつスペーサ416を、コイル105の下につ
け、パイプ417をアース部品401まで導入している。この
ようにすれば、より低い温度に保つことができ、金属汚
染の低減効果が大きくなる。また、アース部品401にヒ
ーター（図示省略）を追加したり、循環液の温度を高く
するなどにより、アース部品401を高温にも温度制御で
きるようにした場合、エッチング中にアース部品401の
反応生成物がアース部品401の下部などに付着したとし
ても、エッチング処理をしない時にアース部品401の温
度を上げた状態でプラズマをたてることで、これらの付
着物を除去しやすくでき、付着物による異物や金属汚染
を低減することができる。
度調節する構造を説明する断面図を示した。アース部品
401は、循環液の通った温度調節パイプ417により、所定
の温度に温度調節される。パイプ417は、パイプ417を通
すための溝をもつスペーサ416を、コイル105の下につ
け、パイプ417をアース部品401まで導入している。この
ようにすれば、より低い温度に保つことができ、金属汚
染の低減効果が大きくなる。また、アース部品401にヒ
ーター（図示省略）を追加したり、循環液の温度を高く
するなどにより、アース部品401を高温にも温度制御で
きるようにした場合、エッチング中にアース部品401の
反応生成物がアース部品401の下部などに付着したとし
ても、エッチング処理をしない時にアース部品401の温
度を上げた状態でプラズマをたてることで、これらの付
着物を除去しやすくでき、付着物による異物や金属汚染
を低減することができる。
【００１３】図５に塩素系プラズマに晒されるステンレ
ス製部品の温度とその部品から出てくる鉄原子のプラズ
マ中の発光強度の関係を示すグラフを示す。これは、ス
テンレス製部品を置いたエッチング処理室内に、塩素
（Ｃｌ2）と３塩化ホウ素（ＢＣｌ3）の混合ガスを導入
し、エッチング処理圧力である０．５〜３Ｐａに保ち、
プラズマを発生させたときの、ステンレス製部品の温度
とプラズマ中の鉄原子の発光強度である。このグラフよ
りステンレス製部品の温度が１２０℃から２５０℃に上
昇すると、プラズマ中の鉄原子の発光強度が著しく増加
することがわかり、温度上昇とともにステンレス製部品
から鉄が多くでていることがわかる。この鉄や鉄の化合
物は、必然的に被エッチング処理基板へ付着し金属汚染
の原因となる。
ス製部品の温度とその部品から出てくる鉄原子のプラズ
マ中の発光強度の関係を示すグラフを示す。これは、ス
テンレス製部品を置いたエッチング処理室内に、塩素
（Ｃｌ2）と３塩化ホウ素（ＢＣｌ3）の混合ガスを導入
し、エッチング処理圧力である０．５〜３Ｐａに保ち、
プラズマを発生させたときの、ステンレス製部品の温度
とプラズマ中の鉄原子の発光強度である。このグラフよ
りステンレス製部品の温度が１２０℃から２５０℃に上
昇すると、プラズマ中の鉄原子の発光強度が著しく増加
することがわかり、温度上昇とともにステンレス製部品
から鉄が多くでていることがわかる。この鉄や鉄の化合
物は、必然的に被エッチング処理基板へ付着し金属汚染
の原因となる。
【００１４】図６は、鉄の塩化物の蒸気圧と温度の関係
を示すグラフである。横軸に系の温度、縦軸に塩化鉄の
蒸気圧をとってある。このグラフは、処理圧力付近でも
っとも安定な鉄の塩化物の固体（ＦｅＣｌ3）と、もっ
とも安定な気体分子（Ｆｅ2Ｃｌ6）の熱力学定数から、
平衡組成の計算により求めた。鉄の塩化物の蒸気圧は、
１２０℃付近では、エッチング処理圧力（０．５〜３Ｐ
ａ）の１／１０以下であるが２００℃では、エッチング
処理圧力の５０〜１００倍であり、１２０℃〜２００℃
の間で大きく増加することがわかる。これは、図５で示
したステンレス製部品から出てくる鉄成分の量と対応し
ており、アース部品の温度を、鉄の塩化物の蒸気圧がエ
ッチング処理圧力の１／１０以下になる温度にすること
で、アース部品から出る鉄成分の量を大きく減らすこと
ができ、金属汚染が低減できる。
を示すグラフである。横軸に系の温度、縦軸に塩化鉄の
蒸気圧をとってある。このグラフは、処理圧力付近でも
っとも安定な鉄の塩化物の固体（ＦｅＣｌ3）と、もっ
とも安定な気体分子（Ｆｅ2Ｃｌ6）の熱力学定数から、
平衡組成の計算により求めた。鉄の塩化物の蒸気圧は、
１２０℃付近では、エッチング処理圧力（０．５〜３Ｐ
ａ）の１／１０以下であるが２００℃では、エッチング
処理圧力の５０〜１００倍であり、１２０℃〜２００℃
の間で大きく増加することがわかる。これは、図５で示
したステンレス製部品から出てくる鉄成分の量と対応し
ており、アース部品の温度を、鉄の塩化物の蒸気圧がエ
ッチング処理圧力の１／１０以下になる温度にすること
で、アース部品から出る鉄成分の量を大きく減らすこと
ができ、金属汚染が低減できる。
【００１５】図７は、塩化アルミニウムの蒸気圧と温度
の関係を示すグラフである。横軸に系の温度、縦軸に塩
化アルミニウムの蒸気圧をとってある。このグラフは、
図６に示した塩化鉄の場合と同様に、塩化アルミニウム
（ＡｌＣｌ3）の固体と塩化アルミニウムの気体分子
（Ａｌ2Ｃｌ6）の熱力学定数から計算したものである。
塩化アルミニウム（Ａｌ2Ｃｌ6）の蒸気圧は、２５℃付
近では、エッチング処理圧力（０．５〜３Ｐａ）の１／
１０以下であるが８０℃では、エッチング処理圧力の５
０〜１００倍であり、２５℃〜８０℃の間で大きく増加
することがわかる。ステンレスの場合と同様に、塩化物
の蒸気圧がエッチング処理圧力の１／１０以下になる温
度から判断すると、アルミニウムをアース部品として使
う場合は、２５℃以下にするとよいことがわかる。
の関係を示すグラフである。横軸に系の温度、縦軸に塩
化アルミニウムの蒸気圧をとってある。このグラフは、
図６に示した塩化鉄の場合と同様に、塩化アルミニウム
（ＡｌＣｌ3）の固体と塩化アルミニウムの気体分子
（Ａｌ2Ｃｌ6）の熱力学定数から計算したものである。
塩化アルミニウム（Ａｌ2Ｃｌ6）の蒸気圧は、２５℃付
近では、エッチング処理圧力（０．５〜３Ｐａ）の１／
１０以下であるが８０℃では、エッチング処理圧力の５
０〜１００倍であり、２５℃〜８０℃の間で大きく増加
することがわかる。ステンレスの場合と同様に、塩化物
の蒸気圧がエッチング処理圧力の１／１０以下になる温
度から判断すると、アルミニウムをアース部品として使
う場合は、２５℃以下にするとよいことがわかる。
【００１６】図８には、アース部品と側壁ブロックが一
体型の側壁ブロック兼アース部品の構造を説明する断面
図である。この側壁ブロック兼アース部品802は、アル
ミ合金製で、重金属汚染源になるものを含まないものを
用い、石英のカバーはつけていない。また、側壁ブロッ
ク兼アース部品802は、直接ベース104に固定してあり、
また、温度は、ジャケット818と側壁ブロック兼アース
部品802の間に冷却液を循環させて25℃以下に保ってい
る。冷却液は図４に示した例と同様に冷却液パイプ817
により供給している。本実施例では、側壁ブロック兼ア
ース部品802を25℃に保っているため、アルミ合金の削
れ量が少なく、特に半導体製造装置におけるゲートのエ
ッチングの際に問題となるアルミ合金に含まれる金属や
アルミニウムによる汚染も減少し、エッチングガスの消
費量が少なく、プロセスへの影響が少なくてすむ。さら
に、温度により削れ量を抑えているため、石英のカバー
をつけず、側壁ブロック兼アース部品802の内面全体を
アースにすることができ、アースの面積が広くなるため
側壁ブロック兼アース部品802のにかかるバイアスも低
くなり削れ難くなる効果がある。
体型の側壁ブロック兼アース部品の構造を説明する断面
図である。この側壁ブロック兼アース部品802は、アル
ミ合金製で、重金属汚染源になるものを含まないものを
用い、石英のカバーはつけていない。また、側壁ブロッ
ク兼アース部品802は、直接ベース104に固定してあり、
また、温度は、ジャケット818と側壁ブロック兼アース
部品802の間に冷却液を循環させて25℃以下に保ってい
る。冷却液は図４に示した例と同様に冷却液パイプ817
により供給している。本実施例では、側壁ブロック兼ア
ース部品802を25℃に保っているため、アルミ合金の削
れ量が少なく、特に半導体製造装置におけるゲートのエ
ッチングの際に問題となるアルミ合金に含まれる金属や
アルミニウムによる汚染も減少し、エッチングガスの消
費量が少なく、プロセスへの影響が少なくてすむ。さら
に、温度により削れ量を抑えているため、石英のカバー
をつけず、側壁ブロック兼アース部品802の内面全体を
アースにすることができ、アースの面積が広くなるため
側壁ブロック兼アース部品802のにかかるバイアスも低
くなり削れ難くなる効果がある。
【００１７】図１，図２，図３，図４および図８では、
アース部品を本発明の制御温度の上限の温度にしている
が、図５，図６，図７で示される温度依存性からわかる
ように、ステンレスあるいはアルミニウムの部品の温度
が低いほど汚染を低減でき、例えば、ステンレス部品の
温度を１００℃、アルミ合金部品の温度を１５℃にする
ことによって、汚染の低減が図れる。特に、エッチング
ガスと被エッチング処理基板の反応生成物の蒸気圧が高
く、アース部品への堆積量が少ない場合、あるいは、上
記反応生成物の蒸気圧が高くなくても、クリーニングガ
スによるプラズマで蒸気圧の高い生成物ができ上記反応
生成物の堆積物を除去できる場合は、堆積物の増加を抑
えることができ、汚染低減のためにアース温度を低くし
てもよい。例えば、多結晶シリコンのエッチングなど
は、エッチングにより、蒸気圧が高いＳｉＣｌ4を生成
し、また、シリコン塩化物系の堆積物が生成したとして
も、クリーニングのためにＳＦ6プラズマを用いること
で、蒸気圧の高いＳｉＦ4を生成するため、アース部品
の温度を下げて運用することができる。
アース部品を本発明の制御温度の上限の温度にしている
が、図５，図６，図７で示される温度依存性からわかる
ように、ステンレスあるいはアルミニウムの部品の温度
が低いほど汚染を低減でき、例えば、ステンレス部品の
温度を１００℃、アルミ合金部品の温度を１５℃にする
ことによって、汚染の低減が図れる。特に、エッチング
ガスと被エッチング処理基板の反応生成物の蒸気圧が高
く、アース部品への堆積量が少ない場合、あるいは、上
記反応生成物の蒸気圧が高くなくても、クリーニングガ
スによるプラズマで蒸気圧の高い生成物ができ上記反応
生成物の堆積物を除去できる場合は、堆積物の増加を抑
えることができ、汚染低減のためにアース温度を低くし
てもよい。例えば、多結晶シリコンのエッチングなど
は、エッチングにより、蒸気圧が高いＳｉＣｌ4を生成
し、また、シリコン塩化物系の堆積物が生成したとして
も、クリーニングのためにＳＦ6プラズマを用いること
で、蒸気圧の高いＳｉＦ4を生成するため、アース部品
の温度を下げて運用することができる。
【００１８】図６および図７に示した例では、エッチン
グガス中の電気陰性度が高い原子が塩素原子のみしかな
いため、塩化物が生成する場合を示したが、エッチング
ガスに酸素原子，フッ素原子，塩素原子，臭素原子のう
ち一種類以上含む場合でも本発明は実施できる。熱力学
定数を用いた通常の（プラズマ中ということを考慮しな
い）複数化学種の平衡組成の計算により、アース部品の
材料と反応して生成しやすい気体分子とその蒸気圧をも
とめ、それをもとに、アース部品の材料(アース材料)を
決め、制御温度を決めることができる。具体的には、一
種類の電気陰性度の高い原子を含むエッチングガスの場
合には、生成する気体としてはアース材料の酸化物，弗
化物，塩化物，臭化物などがあり、二種類以上の電気陰
性度の高い原子、例えば、酸素原子とハロゲン原子を含
む場合には、アース材料の弗化酸化物，塩化酸化物，臭
化酸化物などが分子として生成する可能性がある。ま
た、異種のハロゲンを含むエッチングガスを用いる場合
には、塩化弗化物，臭化塩化物，臭化弗化物などが生成
する可能性があり、エッチングガスとアース部品の材料
に応じてそれらの化合物の蒸気圧を求める。
グガス中の電気陰性度が高い原子が塩素原子のみしかな
いため、塩化物が生成する場合を示したが、エッチング
ガスに酸素原子，フッ素原子，塩素原子，臭素原子のう
ち一種類以上含む場合でも本発明は実施できる。熱力学
定数を用いた通常の（プラズマ中ということを考慮しな
い）複数化学種の平衡組成の計算により、アース部品の
材料と反応して生成しやすい気体分子とその蒸気圧をも
とめ、それをもとに、アース部品の材料(アース材料)を
決め、制御温度を決めることができる。具体的には、一
種類の電気陰性度の高い原子を含むエッチングガスの場
合には、生成する気体としてはアース材料の酸化物，弗
化物，塩化物，臭化物などがあり、二種類以上の電気陰
性度の高い原子、例えば、酸素原子とハロゲン原子を含
む場合には、アース材料の弗化酸化物，塩化酸化物，臭
化酸化物などが分子として生成する可能性がある。ま
た、異種のハロゲンを含むエッチングガスを用いる場合
には、塩化弗化物，臭化塩化物，臭化弗化物などが生成
する可能性があり、エッチングガスとアース部品の材料
に応じてそれらの化合物の蒸気圧を求める。
【００１９】また、アース部品の材質としては鉄および
アルミニウムの場合を示したが、他の金属でも本発明を
適用することで、アース部品の削れを抑制し金属汚染を
低減することができる。
アルミニウムの場合を示したが、他の金属でも本発明を
適用することで、アース部品の削れを抑制し金属汚染を
低減することができる。
【００２０】
【発明の効果】本発明によれば、エッチング時のアース
部品の消耗を低減し、被エッチング処理基板の金属汚染
を低減できる。
部品の消耗を低減し、被エッチング処理基板の金属汚染
を低減できる。
【図１】本発明のエッチング装置の一実施例であるＥＣ
Ｒエッチング装置のエッチング処理室の縦断面図であ
る。
Ｒエッチング装置のエッチング処理室の縦断面図であ
る。
【図２】図１の装置のアース部品付近の拡大断面図であ
る。
る。
【図３】図１の装置のアース部品を側壁ブロックに固定
する構造を説明する断面図である。
する構造を説明する断面図である。
【図４】図１の装置のアース部品に冷却パイプをつけて
温度調節する構造を説明する断面図である。
温度調節する構造を説明する断面図である。
【図５】塩素系プラズマにさらされるステンレス製部品
の温度とその部品から出てくる鉄原子のプラズマ中の発
光強度の関係を示す図である。
の温度とその部品から出てくる鉄原子のプラズマ中の発
光強度の関係を示す図である。
【図６】鉄の塩化物の蒸気圧と温度の関係を示す図であ
る。
る。
【図７】アルミニウムの塩化物の蒸気圧と温度の関係を
示す図である。
示す図である。
【図８】図１の装置の他の例であるアース部品と側壁ブ
ロックが一体型の構造を説明する断面図である。
ロックが一体型の構造を説明する断面図である。
１０１…アース部品、１０２…側壁ブロック、１０３…
ヒータ、１０４…ベース、１０５…コイル、１０６…基
板設置電極、１０７…エッチング処理室、１０８…導波
管、１０９…石英製天板、１１０a、１１０b…石英製カ
バー、１１１…被エッチング処理基板、１１２…プラズ
マ、２１３…熱量、２１４…プラズマ隣接部、２１５…
接触面、３０１…アース部品、３０２…側壁ブロック、
３０３…ヒータ、３１４…プラズマ隣接部、３１５…接
触面、４０１…アース部品、４１６…スペーサ、４１７
…パイプ、８０２…側壁ブロック兼アース部品、８１６
…スペーサ、８１７…パイプ、８１８…ジャケット。
ヒータ、１０４…ベース、１０５…コイル、１０６…基
板設置電極、１０７…エッチング処理室、１０８…導波
管、１０９…石英製天板、１１０a、１１０b…石英製カ
バー、１１１…被エッチング処理基板、１１２…プラズ
マ、２１３…熱量、２１４…プラズマ隣接部、２１５…
接触面、３０１…アース部品、３０２…側壁ブロック、
３０３…ヒータ、３１４…プラズマ隣接部、３１５…接
触面、４０１…アース部品、４１６…スペーサ、４１７
…パイプ、８０２…側壁ブロック兼アース部品、８１６
…スペーサ、８１７…パイプ、８１８…ジャケット。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 4K057 DA20 DB01 DB05 DB06 DB08 DD03 DE01 DE02 DE04 DE06 DE08 DE14 DE20 DM06 DM09 DM21 DM39 DM40 DN01 5F004 AA16 BA14 BA16 BB11 BB18 BB30 CA09 DA00 DA01 DA04 DA05 DA11 DA13 DA16 DA18 DA23 DA24 DA25 DA26 DB00 DB01 DB02 DB09 DB10 DB16 DB17 EB02
Claims (6)
- 【請求項１】エッチングガスをエッチング処理室に導入
し、被エッチング処理基板に高周波をかけ、該基板をエ
ッチングするプラズマエッチング装置において、プラズ
マのアースとなる部品の成分とエッチングガスが反応し
て生成した物質の蒸気圧が、処理圧力の1/10以下になる
ように前記部品の温度を制御することを特徴とするエッ
チング装置。 - 【請求項２】塩素原子を含むエッチングガスをエッチン
グ処理室に導入し、被エッチング処理基板に高周波をか
け、該基板をエッチングするプラズマエッチング装置に
おいて、プラズマのアースとなる部品の成分の塩化物の
蒸気圧が処理圧力の1/10以下になる温度に前記部品の温
度を制御することを特徴とするエッチング装置。 - 【請求項３】塩素原子を含むエッチングガスをエッチン
グ処理室に導入し、エッチング室の圧力を0.5〜3Paに制
御し、被エッチング処理基板に高周波をかけ、該基板を
エッチングするプラズマエッチング装置において、プラ
ズマのアースとなる部品の材質がステンレスであり、該
部品の温度を120℃以下に制御することを特徴とするエ
ッチング装置。 - 【請求項４】塩素原子を含むエッチングガスをエッチン
グ処理室に導入し、エッチング室の圧力を0.5〜3Paに制
御し、被エッチング処理基板に高周波をかけ、該基板を
エッチングするプラズマエッチング装置において、プラ
ズマのアースとなる部品の材質がアルミ合金であり、該
部品の温度を25℃以下に制御することを特徴とするエッ
チング装置。 - 【請求項５】請求項１ないし４記載のエッチング装置に
おいて、Ｃｌ2，ＢＣｌ3，ＣＣｌ4，ＳｉＣｌ4などの塩
素原子を含むガスの単独ガスまたは混合ガス、あるいは
ＨＢｒ，Ｏ2，Ｈ2，Ｎ2，Ａｒ，ＣＨＦ3，ＣＦ4，Ｈ
2Ｏ，Ｃ2Ｈ6などの塩素原子を含まないガスと塩素原子
を含むガスの混合ガスをエッチングガスとして用い、ア
ルミ合金，タングステン，チタン化合物，銅，シリコン
または多結晶シリコンのエッチングを行うエッチング装
置。 - 【請求項６】請求項１ないし５記載のエッチング装置に
おいて、さらにアースとなる部品の温度を高温にするエ
ッチング装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10341368A JP2000173986A (ja) | 1998-12-01 | 1998-12-01 | エッチング装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10341368A JP2000173986A (ja) | 1998-12-01 | 1998-12-01 | エッチング装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000173986A true JP2000173986A (ja) | 2000-06-23 |
Family
ID=18345529
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10341368A Pending JP2000173986A (ja) | 1998-12-01 | 1998-12-01 | エッチング装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000173986A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7416633B2 (en) | 2004-03-08 | 2008-08-26 | Hitachi High-Technologies Corporation | Plasma processing apparatus |
| KR20140119030A (ko) | 2012-02-01 | 2014-10-08 | 도쿄엘렉트론가부시키가이샤 | 플라스마 에칭 방법 및 플라스마 에칭 장치 |
| JP2017045790A (ja) * | 2015-08-25 | 2017-03-02 | 株式会社日立ハイテクノロジーズ | プラズマ処理装置 |
-
1998
- 1998-12-01 JP JP10341368A patent/JP2000173986A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7416633B2 (en) | 2004-03-08 | 2008-08-26 | Hitachi High-Technologies Corporation | Plasma processing apparatus |
| KR20140119030A (ko) | 2012-02-01 | 2014-10-08 | 도쿄엘렉트론가부시키가이샤 | 플라스마 에칭 방법 및 플라스마 에칭 장치 |
| US9209034B2 (en) | 2012-02-01 | 2015-12-08 | Tokyo Electron Limited | Plasma etching method and plasma etching apparatus |
| JP2017045790A (ja) * | 2015-08-25 | 2017-03-02 | 株式会社日立ハイテクノロジーズ | プラズマ処理装置 |
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